クロナクシー

クロナキシーは、レオベースの2倍の強度の電流が筋肉またはニューロンを刺激するのに必要な最小時間です。レオベースは、筋肉または神経を刺激するだけの、パルス持続時間が不定の最低強度です。 ^{[ 1 ]}クロナキシーは、細胞の興奮性に影響を与える細胞内の電位依存性ナトリウムチャネルの密度に依存します。クロナキシーは、異なる種類の組織で異なります。速筋はクロナキシーが低く、遅筋はクロナキシーが高くなります。クロナキシーは、興奮性組織の刺激に最適な刺激パルス持続時間を選択できる組織興奮性パラメータです。クロナキシー(c)は、無限に長い持続時間の刺激パルスの閾値電流であるレオベース(b)の2倍の強度の電流に対する刺激パルス持続時間のラピック記述子です。ラピックは、これら 2 つの量 (c,b) が電流の強度-持続時間曲線 I = b(1+c/d) を定義することを示した。ここで d はパルス持続時間である。しかし、刺激を記述するために使用される他の 2 つの電気的パラメータがある。エネルギーと電荷である。最小エネルギーは、パルス持続時間がクロナキシーに等しいときに発生する。最小電荷 (bc) は、無限に短い持続時間のパルスで発生する。パルス持続時間を 10c に等しく選択するには、レオベース (b) より 10% 高い電流が必要となる。パルス持続時間を 0.1c に選択するには、最小電荷 (bc) より 10% 高い電荷が必要となる。

「クロナキシー」と「レオベース」という用語は、1909 年に発表された刺激実験の定義に関するルイ・ラピックの有名な論文で最初に造られました。 ^{[ 2 ]}

上記のI(d)曲線は通常、ワイス(1901)によるものとされています（例えば、Rattay 1990を参照）。これは、電流強度と持続時間の関係を表す2つの「単純な」数学的記述子のうち最も単純なものであり、dに対するワイスの線形電荷進行につながります。

${\displaystyle Q(d)=Id=b(d+c)}$

ラピック自身の著作と近年の研究はいずれも、線形電荷近似とは矛盾している。ラピックは1907年の時点で既に、単一RC等価回路を用いてモデル化した細胞膜の線形一次近似を使用していた。したがって、次のようになる。

${\displaystyle I(d)=b/(1-e^{-d/\tau })}$

どこ ${\displaystyle \tau =RC}$ は、一次線形膜モデルにおける膜時定数です。

${\displaystyle C{\frac {dv}{dt}}+{\frac {v}{R}}=I,}$どこ${\displaystyle v\equiv V-V_{rest}.}$

クロナキシー（c）はここでは明示的には存在しないことに注意してください。また、非常に短い期間であることにも注意してください。${\displaystyle d\ll \tau }$指数（d=0付近）のテイラー級数分解により：

${\displaystyle I(d)\approx b\tau /d}$

これは定電荷近似につながる。後者は、イオンチャネルのゲーティング機構や細胞内電流の流れを考慮に入れた、より複雑な興奮性膜モデルにもよく適合する可能性があり、これらは単純な2つの式からのずれの主な原因となっている可能性がある。

これらの「微妙な点」はラピック（1907、1926、1931）によって明確に記述されているが、ワイスレベルを強調し、それをラピックに帰属させたゲデス（2004）によってはあまりうまく記述されていない。

電極を目的の筋肉に挿入し、表面電流を用いて刺激する。過換気によってクロナキシー値が増加したのは、皮膚インピーダンスの変化によるものと考えられ、この変化の原因となる生理学的要因は自律神経系の影響を受けている。皮膚および皮下組織の状態が及ぼす影響の大きさを示すこの例から、経皮刺激によるクロナキシー測定の結果を判断する際には注意が必要である。^{[ 3 ]}新鮮で正常な縫工筋をリンゲル液にまっすぐ浸し、電極と直接接触させずに液を通して刺激すると、非常に異なる2つの強度-持続時間曲線が得られ、そのうちの1つは数百分の1秒にわたって広がっている。^{[ 4 ]}

クロナキシーの主な価値は、同じ基準を使用して異なる実験や測定間で興奮性を比較し、データの比較を容易にすることである。クロナキシーに基づく電気刺激は、神経切断された筋線維のmyoD遺伝子発現を調節する可能性がある。表面電極を使用した電気刺激によって誘発され、筋興奮性に基づいて隔日で適用された20回の筋収縮は、ヒトの臨床リハビリテーションで使用されるプロトコルと同様に、神経切断された筋肉のmyoDおよびatrogin-1のmRNA蓄積を減少させることができた。これらの発現は、それぞれ筋成長および筋萎縮に関連している。神経切断後のmyoDレベルの上昇は、衛星細胞の活性化および増殖だけでなく、細胞周期の調節にも関連している可能性がある。いくつかの研究では、神経切断によって誘発されるmyoDの機能は、神経切断によって誘発される筋萎縮を防ぐことである可能性が示唆されている。^{[ 8 ]}

副甲状腺機能低下症の強直性痙攣ではクロナキシーが増加します。しかし、電気反応のxccに対応するのはレオベースであり、それが明らかに減少することを覚えておく必要があります。レオベースの値は、 2つの電極間の電気抵抗と刺激された運動点の興奮状態に依存するため、強直性痙攣におけるレオベースの減少は、皮膚の電気抵抗の減少を意味するに過ぎない可能性があります。しかし、このような抵抗の変化が、これらの反応が固有受容神経を介した反射でない限り、機械的刺激に対する興奮性の増加につながるとは考えにくいです。一方、クロナキシーは電極間抵抗ではなく、興奮過程の時間関係に依存し、副甲状腺切除術のようにクロナキシーが増加すると、興奮過程が開始される前に、通常の2倍のレオベースの強度が組織に作用する期間が長くなることを意味します。^{[ 11 ]}

ラットにアルドリンを急性投与するとクロナキシーが減少するが、この塩素化炭化水素系殺虫剤に慢性的に曝露すると逆の効果が生じる。ラットにアルドリンと密接に関連するエポキシドであるディルドリンを慢性的に投与すると、作業運動を行う際の筋効率が低下することが示唆されている。ディルドリンは、かつて作物の保護と保存に広く使用されていた塩素化炭化水素系殺虫剤である。中毒によって生じるさまざまな症状の中には、筋肉の痙攣があり、重症度が増すと意識喪失を伴うてんかん様痙攣に至る。脊髄に作用部位を持つストリキニーネは、マウスの後肢の強直性伸展を引き起こすが、これは伸筋への神経経路に対する抑制性介在ニューロンの効果の除去によるものと考えられている。一方、レプタゾールは、主に脳構造に対する興奮作用によって同様の強直性伸展を引き起こす。ジフェニルヒダントインは、レプタゾールの痙攣誘発閾値用量を選択的に上昇させたが、塩酸ストリキニーネの閾値用量は上昇させなかった。これは、レプタゾールの主な作用部位と後肢の間の神経経路に対する抗痙攣作用を示している。^{[ 12 ]}